一种具有冠字号动态识别功能的点钞系统及其使用方法

1.本发明属于点钞系统技术领域，具体涉及一种具有冠字号动态识别功能的点钞系统及其使用方法。


背景技术：

2.现阶段金融系统所使用的针对旧纸币冠字号识别系统中还存在着内部结构复杂、处理速度缓慢，各项成本高昂的问题。
3.公开号为cn104103119a的专利中，提出了一种高速纸币冠字号识别系统，利用usb控制芯片+fpga模块进行纸币冠字号编码识别，有效降低了系统硬件成本，提升了冠字号编码的识别速度。但整体上，系统设计过程中并未充分考虑旧纸币在进行识别之前还需要解决纸币方向的整理问题。然而目前的纸币方向方案一般是利用复杂机械结构或直接通过人工实现，复杂机械结构的运行和维护成本相对较高，人工分类的速度和分选质量也存在着很大问题。


技术实现要素：

4.为了克服以上技术问题，本发明的目的在于提供一种具有冠字号动态识别功能的点钞系统及其使用方法，首先，通过图像传感器采集纸币四个角的图像信息，进一步识别纸币的方向，按照纸币冠字号所在位置可将纸币位置分为：正面左下、正面右上、反面左上和反面右下。然后，将识别结果传输至微处理器控制机械结构，将纸币按照方向传送到四个不同的纸币收集盒中，纸币收集盒上有转动装置，可将不同方向的纸币经过旋转，统一旋转为“正面左下”。最后，统一通过传送装置上的cis图像识别模块扫描纸币的冠字号区域，完成识别工作。实现纸币方向的高效整理的同时进一步提升了纸币冠字号的识别速度。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种具有冠字号动态识别功能的点钞系统，包括微处理器、电源模块、纸币方向识别模块、电机驱动模块、a/d转换器、cis传感器、cis传动模块、动态随机存储器、fpga模块、usb控制芯片、flash存储器、上位机、进钞口、纸币收集盒、纸币收集盒、纸币收集盒、纸币收集盒和出钞口；
7.其中，电源模块和纸币方向识别模块的输出端连接微处理器，电机驱动模块的输入端连接微处理器；fpga模块分别与微处理器、动态随机存储器以及usb控制芯片双向连接，fpga模块的输出端连接cis传动模块；cis传动模块的输出端连接cis传感器；cis传感器与a/d转换器的输入端连接；usb控制芯片分别与flash存储器和上位机双向连接。
8.所述纸币方向整理模块内部包括纸币收集盒、纸币收集盒、纸币收集盒和纸币收集盒四个收集盒和相应的转动装置；四个纸币收集盒上分别设置有三个与电机驱动模块连接的、带有电磁铁的转轴，根据四个盒子中纸币的方向，三个转轴将会带动纸币收集盒进行旋转，统一内部纸币朝向后，由与纸币收集盒下方的传送带依次带出，进入纸币冠字号识别环节。
9.所述的微处理器是设备的控制中心，控制电机转速图像传感器采集纸币信息，接收图像识别模块对纸币方向的检测结果，进一步控制电机驱动机械结构将纸币按照方向进行分类；
10.所述的微处理器连接电机驱动模块控制与滚轮连接的电机转速，并配合纸币方向识别模块上的图像传感器采集纸币信息；接收纸币方向识别模块对纸币方向的检测结果，根据纸币方向进一步控制电机驱动不同纸币收集盒和上方的滚轮抬起，改变纸币的传送轨道，将纸币按照方向传送至不同的纸币收集盒当中进行分类。
11.所述的电源模块为整个设备供电。所述的纸币方向识别模块与微处理器连接，整体由四个摄像头模块和dsp图像处理芯片组成；四个摄像头分别获取纸币四个角的图像信息，经由dsp图像处理芯片识别出纸币方向，按照冠字号所在位置，将纸币方向分为：正面左下、正面右上、反面左上和反面右下，随后将识别结果传输给微处理器；
12.所述dsp图像处理芯片负责接收摄像头模块传输的纸币图像信息，经过对图像的特征提取，根据图像上的冠字号编码、面值数字和人像位置等信息，和数据库中的纸币方向信息进行匹配，进而判断纸币的方向。
13.所述电机驱动模块连接微处理器，并根据微处理器的指令驱动整个设备的机械结构，辅助纸币的图像识别功能并完成纸币的分类整理工作。
14.所述的fpga模块，通过cis传动模块驱动cis传感器扫描已整理完成的纸币冠字号区域图像，并将图像传输至a/d转换器转换为数字信号传输返回fpga模块，并同步至动态随机存储器和usb控制芯片。
15.所述的usb控制芯片用于识别纸币冠字号并将识别结果传输至上位机进行存储管理，为后续的纸币信息分析管理工作进行准备。所述的flash存储器用于存储usb控制芯片进行图像识别的运行代码。
16.一种具有冠字号动态识别功能的点钞系统的使用方法，包括以下步骤；
17.步骤一，用户启动点钞系统，将需要识别和整理的纸币放置在进钞口，纸币经由电机驱动模块驱动的机械装置逐张输入点钞系统硬件设备；
18.步骤二，纸币进入系统设备后先经过纸币方向识别模块，该模块内部的四个摄像头模块分别获取纸币四个角的图像信息，传输至dsp图像识别芯片进行识别按照纸币冠字号位置“正面左下”、“正面右上”、“反面左上”和“反面右下”判定纸币方向，并将判定结果传输至微处理器；
19.步骤三，微处理器根据纸币方向识别模块的判定结果，通过电机驱动模块控制电机驱动不同纸币收集盒和上方的滚轮抬起，改变纸币的传送轨道，将纸币按照方向传送至不同的纸币收集盒当中进行分类，当所有纸币分类传送完成后，三个转轴将会带动纸币收集盒进行旋转，统一内部纸币朝向为“正面左下”，完成后由与纸币收集盒下方的传送带依次带出，纸币的方向整理工作结束，进入纸币冠字号识别环节；
20.步骤四，统一方向后的纸币将通过机械装置统一经过cis传感器，传感器将扫描并获取纸币的冠字号区域图像，图像经由a/d转换器转换成数字信号传输至fpga模块，并同步存储至动态随机存储器中；
21.步骤五，fpga模块将图像数字信号传输至usb控制芯片进行冠字号编码识别，识别结果传输至上位机进行存储管理。
22.本发明的有益效果：
23.本发明的系统利用图像识别技术，通过对需要处理的纸币进行方向识别，进一步通过电机驱动四个纸币收集盒上的滚轮“抬起”或“放下”改变纸币的传送路径，将纸币按照各自的方向传送到不同的纸币收集盒当中进行收集，有效降低了人工整理纸币方向的人力成本，同时降低因人为失误造成的错误率，实现对不同方向纸币的快速、精确分类；随后，纸币收集盒子上的三个转轴将会带动纸币收集盒进行旋转，统一内部纸币朝向为“正面左下”，进一步由纸币收集盒下方的传送带将盒子中的纸币依次带出统一经过图像传感器扫描识别冠字号信息。最后将识别结果传输至上位机进行保存。本系统在实现纸币方向的高效整理的同时进一步提升了纸币冠字号的识别速度。
附图说明
24.图1为本发明的系统原理框图。
25.图2为本发明的系统结构示意图。
26.图3为本发明的机械机构示意图。
27.图4为本发明的纸币收集盒结构示意图。
28.图5为本发明的纸币收集盒旋转坐标轴示意图。
29.图6(a)为本发明中规定的纸币方向“正面左下”的示意图。
30.图6(b)为本发明中规定的纸币方向“正面右上”的示意图。
31.图6(c)为本发明中规定的纸币方向“反面左上”的示意图。
32.图6(d)为本发明中规定的纸币方向“反面右下”的示意图。
33.图7为本发明的工作流程图。
具体实施方式
34.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
35.一种具有冠字号动态识别功能的点钞系统，参见附图1和附图3，本发明的硬件原理框图和本发明中规定的纸币方向示意图。
36.系统硬件设备包括微处理器1、电源模块2、纸币方向识别模块3、电机驱动模块4、a/d转换器5、cis传感器6、cis传动模块7、动态随机存储器8、fpga模块9、usb控制芯片10、flash存储器11、上位机12等。所述的微处理器1，是设备的控制中心，用于控制电机转速配合图像传感器采集纸币信息，接收图像识别模块对纸币方向的检测结果，控制电机驱动机械结构将纸币按照方向进行分类。所述的电源模块2为整个设备供电。所述的纸币方向识别模块3与微处理器1连接，整体由四个摄像头模块和一块dsp图像处理芯片组成。四个摄像头分别获取纸币四个角的图像信息，经由dsp图像处理芯片识别出纸币方向，按照冠字号所在位置，将纸币方向分为：正面左下、正面右上、反面左上和反面右下，随后将识别结果传输给微处理器1。所述电机驱动模块4连接微处理器1，并根据微处理器的指令驱动整个设备的机械结构，辅助纸币的图像识别功能并完成纸币的分类整理工作。所述的fpga模块9，通过cis传动模块7驱动cis传感器6扫描已整理完成的纸币冠字号区域图像，并将图像传输至a/d转换器5转换为数字信号传输返回fpga模块9，并同步至动态随机存储器8和usb控制芯片10。所述的usb控制芯片10用于识别纸币冠字号并将识别结果传输至上位机12进行存储管理，
为后续的纸币信息分析管理工作进行准备。所述的flash存储器11用于存储usb控制芯片10进行图像识别的运行代码。
37.参见附图2至附图6，本发明的具体运行方式如下。
38.用户在使用时，将需要处理识别的纸币成摞放到进钞口14，电机驱动模块4驱动设备内部传送滚轮开始转动，将纸币逐张传送至点钞系统硬件设备内部，经过传动装置传送到纸币方向识别模块3，识别纸币方向后，纸币方向识别模块3将识别结果传输至微处理器1，进而配合电机驱动模块4控制电机驱动四个纸币收集盒上的滚轮“抬起”或“放下”改变纸币的传送路径，将纸币按照各自的方向传送到不同的纸币收集盒当中进行收集：方向为“正面左下”的纸币传送至纸币收集盒15，方向为“正面右上”的纸币传送至纸币收集盒16，方向为“反面左上”的纸币传送至纸币收集盒17，方向为“反面右下”的纸币传送至纸币收集盒18。纸币分类完成后，纸币收集盒子上的三个转轴将会带动纸币收集盒进行旋转：
39.纸币收集盒16上的转轴b1和b2的电磁铁上电，转轴a的电磁铁断电并脱离收集盒，由转轴b1和b2带动收集盒沿x轴旋转180
°
，随后转轴a的电磁铁上电，转轴b1和b2的电磁铁断电并与收集盒脱离，由转轴a带动收集盒沿y轴旋转180
°
，将朝向改变为“正面左下”方向；
40.纸币收集盒17上的转轴b1和b2的电磁铁上电，转轴a的电磁铁断电并脱离收集盒，由转轴b1和b2带动收集盒沿x轴旋转180
°
，将朝向改变为“正面左下”方向；
41.纸币收集盒18上的转轴a的电磁铁上电，转轴b1和b2的电磁铁断电并与收集盒脱离，由转轴a带动收集盒沿y轴旋转180
°
，将朝向改变为“正面左下”方向；
42.随后整理好方向的纸币统一经过传送装置传送至cis传感器6进行纸币冠字号区域图像采集和识别，最终将识别结果传输至上位机1进行存储管理，纸币传送至出钞口19进行收集。
43.参见附图6和附图7，本发明的纸币方向示意图和系统工作流程图。利用所述的一种具有冠字号动态识别功能的点钞系统的使用方法，包括以下步骤：
44.装置开始工作；
45.初始化自检；
46.将纸币放入进钞口，电机驱动模块4驱动设备内部机械装置将纸币逐张传送至系统内部，经过传动装置传送到纸币方向识别模块3进行纸币方向识别；
47.若识别结果显示纸币方向为“正面左下”则将纸币传送至纸币收集盒15；
48.若识别结果显示纸币方向为“正面右上”则将纸币传送至纸币收集盒16；
49.若识别结果显示纸币方向为“反面左上”则将纸币传送至纸币收集盒17；
50.若识别结果显示纸币方向为“反面右下”则将纸币传送至纸币收集盒18；
51.待全部纸币分类完成后，纸币收集盒16、纸币收集盒17和纸币收集盒18通过其上的转动装置将内部的纸币方向统一旋转为“正面左下”；
52.整理好方向的纸币统一经过传送装置传送至cis传感器6进行纸币冠字号区域图像采集；
53.图像采集结果经由a/d转换器5转换成数字信号输入fpga模块9，并同步至动态随机存储器8和usb控制芯片10，进一步完成纸币冠字号识别工作并将识别结果传输至上位机12。
54.机械装置将分类整理、冠字号识别完成的纸币传送至出钞口进行收集。
55.本次任务结束。